Kiểm soát vi sinh trong nhà máy bia: Kỹ thuật nào hiệu quả hơn?

KIỂM SOÁT VI SINH TRONG NHÀ MÁY BIA

Để thực hiện kiểm soát vi sinh gây hỏng bia hiệu quả trong phòng thí nghiệm, cần xem xét các yêu cầu về thời gian mong muốn cho kết quả, độ đặc hiệu và độ nhạy. Ngoài ra, kỹ năng của người điều hành phòng thí nghiệm cũng góp phần quan trọng trong việc lựa chọn công nghệ trang bị cho phòng thí nghiệm.

Hiện tại, có thể lựa chọn 1 trong 2 công nghệ:

• Nuôi cấy vi sinh truyền thống
• Vi sinh nhanh dựa trên sinh học phân tử (PCR)

Thông thường, cách nhanh nhất và dễ dàng nhất để bắt đầu phòng thí nghiệm vi sinh trong nhà máy bia là kiểm soát Vi khuẩn Axit Lactic (Lactobacillus và Pediococcus) – hai vi sinh gây hỏng bia phổ biến nhất. Gần đây, nấm men Saccharomyces var Diastaticus cúng được các nhà sản xuất lo ngại vì nó có thể dẫn đến hiện tượng bia quá đậm đặc và tràn ra thùng, chai và lon.

Việt phát hiện vi sinh vật có thể thực hiện theo nhiều cách khác nhau:

VI SINH TRUYỀN THỐNG

Kỹ thuật cơ bản này dựa trên khả năng khả năng phát triển của vi sinh vật, thường thay đổi từ 2-4 ngày đối với vi khuẩn và 5-10 ngày đối với nấm men. Quá trình này kéo dài lâu và có thể cho ra kết quả chậm hơn so với thời hạn.

Để thực hiện đúng kỹ thuật, cần yêu cầu kỹ thuật viên phải được đào tạo phù hợp về các phương pháp vi sinh cơ bản:

Như tên cho thấy, kỹ thuật cơ bản này dựa trên khả năng phát triển của vi sinh vật, thường thay đổi từ 2-4 ngày đối với vi khuẩn và 5-10 ngày đối với nấm men. Trong quá trình ra quyết định hàng ngày của một nhà máy bia đang hoạt động, quá trình này có thể kéo dài quá lâu và đồng nghĩa với việc nhận được kết quả sau thời hạn quyết định (ví dụ: cho lại hoặc không cho men / gói vào chai/lon hoặc thùng từ bể sáng / vận chuyển ra cho các nhà phân phối).

Để thực hiện đúng, điều này đòi hỏi kỹ thuật viên phải được đào tạo phù hợp về các phương pháp vi sinh cơ bản:

• Hoàn nguyên môi trường nuôi cấy/kỹ thuật nuôi cấy vô trùng/nhân giống kiểm soát chất lượng/Kỹ thuật nhuộm màu (ví dụ: nhuộm gram) và kỹ thuật Định danh (ví dụ: thẻ API).

Bất kể kỹ thuật vi sinh truyền thống nào, yêu cầu một số thiết bị cơ bản:

• Đầu đốt Bunsen / Đèn đốt propan
• Tủ ấm (có khả năng 25-30°C)
• (Máy tạo CO2 để ủ kỵ khí)

Phương pháp đổ đĩa:
Đĩa/ống môi trường nuôi cấy vô trùng + môi trường rắn vô trùng
Pipet chia vạch 1ml vô trùng + que cấy thủy tinh hình L hoặc Vòng cấy

Phương pháp lọc:
Đa nhánh (bao gồm cả cốc lọc)
Bơm chân không
Màng lọc (kích thước lỗ lọc 0,45µm)

Các phương pháp khác:
Có những phương pháp khác dựa vào màu sắc của môi trường hoặc nước cốt thay đổi màu. Mặc dù đơn giản để thiết lập với chi phí tối thiểu, các phương pháp này thiếu cả độ nhạy và độ đặc hiệu. Do đó, việc loại bỏ các chất tiềm ẩn làm hỏng bia có thể bị bỏ sót và không thể định lượng được sự hiện diện của các vi sinh vật.

PHÂN TÍCH PCR

Phân tích PCR (Phản ứng chuỗi polymerase) là một kỹ thuật hiện đại giúp xác định một đoạn cụ thể trong DNA của vi sinh vật và sau đó khuếch đại mẫu DNA để phát hiện sự hiện diện của nó.

Trong 5 năm qua, kỹ thuật này đã được đơn giản hóa và thường xuyên được sử dụng trong các phòng thí nghiệm của nhà máy bia mà không cần đào tạo chuyên gia về vi sinh hoặc điều kiện phòng vô trùng để tránh lây nhiễm chéo. PCR cho kết quả trong vòng vài giờ, cụ thể và độ nhạy cao và thường tùy thuộc vào hệ thống.

Yêu cầu thiết bị:

• Máy ly tâm
• Máy luân nhiệt
• Pipettes
• Kiểm soát vi sinh VERIFLOW™

GIÁI PHÁP PCR HAY NUÔI CẤY TRUYỀN THỐNG?

Điều này phụ thuộc vào nhu cầu của người sử dụng. Các phương pháp nuôi cấy truyền thống dựa vào vi khuẩn/nấm men để nhân lên đủ để có thể phát hiện bằng mắt thường cho đến nay vẫn là phương pháp chính của các phòng thí nghiệm nhà máy bia. Về bản chất, phải mất 2-4 ngày để phát hiện vi khuẩn và 5-10 ngày đối với nấm men và mặc dù có tính năng về độ đặc hiệu, việc phân biệt vi sinh gây hỏng bia và vi sinh không gây hỏng không hề dễ dàng và cần thực hiện các xét nghiệm khác để xác định. Bên cạnh đó, phương pháp này có thể bỏ sót các vi sinh làm hỏng bia ở trạng thái không hoạt động (trạng thái “stressed” khi tiếp xúc với cồn, độ pH thấp và nhựa hoa bia – Vi khuẩn khả thi nhưng không thể nuôi cấy – VNC ) và do đó chúng không phát triển trong thời gian quy định bình thường.

Các loại thạch có sẵn được sử dụng chọn lọc đối với các sinh vật gây hư hỏng, nhưng chúng không thực sự thể hiện được các vấn đề bên trong bia (Vd: bia không chứa cồn)

Điều quan trọng là phải đảm bảo mức độ đào tạo chính xác về vi sinh học của đội ngũ phòng thí nghiệm để đảm bảo trình độ và năng lực tối ưu để hiểu và diễn giải kết quả một cách chính xác. Những chuyên viên có kinh nghiệm thực hiện quá trình nuôi cấy truyền thống cũng có thể mang lại giá trị cho việc sản xuất bia vì họ có thể đưa ra hướng giải quyết khi có rủi ro trong hệ thống quản lý chất lượng bia.

Vậy, lợi ích của kỹ thuật PCR (Chuỗi phản ứng Polyme) phát hiện các đoạn DNA?

Đầu tiên, nó nhanh hơn nhiều (chỉ trong vài giờ) và ngưỡng phát hiện thấp hơn, tức là có thể xác định vi sinh gây hỏng bia trước khi ảnh hưởng đến chất lượng. Kỹ thuật PCR giúp kiểm soát vi khuẩn và nấm men ngay cả khi chúng ở trạng thái không hoạt động (Vi khuẩn khả thi nhưng không thể nuôi cấy – VNC). Cuối cùng, do tính đặc hiệu của kỹ thuật PCR, nó có thể phát hiện một số vi sinh đặc hiệu mà phương pháp truyền thống không thực hiện được và mang lại độ chính xác cao.

Kỹ thuật PCR lý tưởng để được triển khai tại các phòng thí nghiệm của nhà máy bia, cho phép xác thực nhanh chóng trong sản xuất và cho ra sản phẩm cuối cùng nhanh chóng với mức chi phí hợp lý.

Việc kết hợp kỹ thuật vi sinh truyền thống với phương pháp hiện đại hơn sẽ cung cấp cả khả năng hiển thị tổng thể về những loại vi khuẩn hiện diện trong nhà máy bia cũng như phương pháp nhanh chóng hiệu quả nhằm sản xuất bia với chất lượng tốt nhất.

Nguồn: https://www.biomerieux-industry.com/es/node/1187